การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม

การบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรม ครอบคลุมกลไกและกระบวนการที่ใช้ในการรักษาน้ำที่ได้รับการปนเปื้อนโดยมนุษย์ในการประกอบอุตสาหกรรมหรือการค้า ก่อนที่จะปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม หรือการนำไปใช้งานอีกครั้ง

อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ผลิตขยะเปียก แม้ว่าแนวโน้มล่าสุดโลกได้รับการพัฒนาเพื่อลดการผลิตขยะเปียกดังกล่าวหรือรีไซเคิลของเสียดังกล่าวในขั้นตอนการผลิต อย่างไรก็ตามหลายอุตสาหกรรมยังคงขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตน้ำเสีย

 แหล่งที่มาของน้ำเสียอุตสาหกรรม 
 เหล็กและอุตสาหกรรมเหล็ก 
	การผลิตเหล็กจากแร่ เกี่ยวข้องกับการลดประสิทธิภาพการเกิดปฏิกิริยาในเตาหลอมระเบิด น้ำหล่อเย็นที่มีการปนเปื้อนไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับผลิตภัณฑ์แอมโมเนียและไซยาไนด์ การผลิตโค้กจากถ่านหินในพืช  ยังต้องใช้น้ำเย็นและการใช้น้ำในการคัดแยกผลิตภัณฑ์ โดยการปนเปื้อนของน้ำเสียรวมถึงผลิตภัณฑ์ก๊าซเช่นเบนซีน, แนฟทาลีน, แอนทราซีน, ไซยาไนด์, แอมโมเนีย, ฟีนอล, ครีโซล พร้อมกับช่วงที่ซับซ้อนมากขึ้นของสารประกอบอินทรีย์ที่เรียกว่าไฮโดรคาร์บอน (PAH)
	การแปลงสภาพของเหล็กหรือเหล็กกล้าที่เป็นแผ่นลวดหรือแท่งต้องใช้ขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงกลร้อนและกลเย็น ยังมีการใช้น้ำในขั้นตอนน้ำมันหล่อลื่นและน้ำหล่อเย็น สารปนเปื้อนรวมถึงน้ำมันไฮโดรลิค, ไขมันและอนุภาคของแข็ง การรักษาขั้นสุดท้ายของธาตุเหล็กและผลิตภัณฑ์เหล็กก่อนที่จะขายต่อไปในการผลิตรวมถึงการดองในกรดแร่ที่แข็งแกร่งในการลบสนิมและเตรียมผิวสำหรับดีบุกหรือโครเมียมชุบหรือสำหรับการรักษาพื้นผิวอื่น ๆ เช่นการเคลือบผิว หรือตกแต่ง สองกรดที่ใช้กันทั่วไปมีกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟูริก น้ำเสียรวมถึงน้ำล้างที่เป็นกรดร่วมกับกรดของเสีย แม้ว่าพืชหลายชนิดมีการกู้คืนกรด (โดยเฉพาะผู้ที่ใช้กรดไฮโดรคลอริก) ซึ่งการต้มแร่กรดจากเกลือของเหล็กยังคงมีปริมาณของกรดเหล็กซัลเฟตหรือคลอไรด์เหล็กสูงมากที่จะถูกกำจัด น้ำเสียจากอุตสาหกรรมเหล็กจำนวนมากมีการปนเปื้อนด้วยน้ำมันไฮโดรลิคที่เรียกว่าเป็นน้ำมันที่ละลายน้ำได้

 เหมืองแร่และเหมืองหิน 
	น้ำเสียที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืองแร่และเหมืองหินเป็น เป็นสารละลายข้นของอนุภาคหินในน้ำเหล่านี้เกิดขึ้นจากปริมาณน้ำฝนที่ชะล้างพื้นผิวสัมผัสและชะล้างถนนและนอกจากการล้างหินและกระบวนการคัดแยก ปริมาณของน้ำจะสูงมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับสารในกระบวนการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ มีการดำเนินการแยกเฉพาะบางอย่าง เช่นถ่านหิน ล้างทำความสะอาดเพื่อจะแยกถ่านหินจากหินพื้นเมืองโดยใช้การไล่ระดับสีหนาแน่นสามารถผลิตน้ำเสียปนเปื้อนจากฝุ่นละออง  เฮมาไทต์ และสารลดแรงตึงผิว น้ำมัน และน้ำมันไฮดรอลิค นอกจากนี้ยังมีสารปนเปื้อนที่พบบ่อยในน้ำเสียจากการทำเหมืองแร่โลหะและการสกัดแร่กลับคืนมาที่มีการปนเปื้อนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้โดยแร่ธาตุที่อยู่ในหินพื้นเมืองต่อไปนี้การบดและการสกัดของวัสดุที่พึงประสงค์ ส่วนวัสดุที่ไม่พึงประสงค์อาจจะกลายเป็นที่ปนเปื้อนในน้ำเสีย  สำหรับการทำเหมืองแร่โลหะนี้จะรวมถึงโลหะที่ไม่พึงประสงค์เช่นสังกะสีและวัสดุอื่น ๆ เช่นสารหนู การสกัดโลหะที่มีมูลค่าสูงเช่นทองคำและเงินอาจสร้างเมือกที่มีอนุภาคเล็กมากในการกำจัดทางกายภาพของสารปนเปื้อนกลายเป็นเรื่องยากอย่างยิ่ง

 อุตสาหกรรมอาหาร 
	อุตสาหกรรมอาหาร คือ อุตสาหกรรมที่นำผลผลิตจากการเกษตรมาใช้ประโยชน์หรือแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ 
	น้ำเสียที่เกิดจากโรงงานอุตสาหกรรมอาหาร ในเขตเทศบาลจะถูกกำจัดโดยโรงงานบำบัดน้ำเสียจากภาครัฐหรือเอกชน  เพราะสามารถย่อยสลายได้และปลอดสารพิษ  แต่ถ้าหากมีของแข็งที่ย่อยสลายได้ยากในปริมาณที่มากเกินไป  จะทำให้น้ำเน่าเสียยากต่อการบำบัด(ค่า BOD ของน้ำต้องไม่เกิน 6 mg/L ถ้ามากกว่านี้จะทำให้น้ำเน่าเสีย) 
	การแปรรูปอาหารจำเป็นต้องใช้น้ำในปริมาณมาก ทำให้น้ำที่ใช้ในการแปรรูปปนเปื้อนด้วยสารอินทรีย์ แม้แต่การฆ่าสัตว์ก็เช่นเดียวกันเป็นสารอินทรีย์ชั้นดี  ในเลือดของสัตว์จะมียาปฏิชีวนะ สารกำจัดศัตรูพืชที่ใช้ในการควบคุมปรสิตภายนอกของสัตว์  ยาฆ่าแมลงที่ตกค้างในขนสัตว์  เมื่อใช้น้ำในการชะล้างจึงทำให้เกิดปัญหาน้ำเน่าเสียตามมา

 อุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ 
	น้ำทิ้งหรือน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ  โดยทั่วไปจะมีสารแขวนลอย  ค่า BOD และ ค่า COD สูง  ในกระบวนการผลิตนั้นวัตถุดิบที่เราได้มาจะมีสารอินทรีย์อยู่มาก  มีการฟอกสีต่าง ๆ  เมื่อปล่อยลงสู่แหล่งน้ำจึงทำให้น้ำเน่าเสีย  ซึ่งปัจจุบันนี้อุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษได้ขยายตัวเพิ่มมากขึ้น  ทำให้ปัญหาน้ำเน่าเสียเพิ่มมากขึ้นจากเดิม  แต่ก็มีบางโรงงานที่สนใจถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจึงมีการประยุกต์วิธีการใหม่ ๆ ให้มีผลกระทบน้อยที่สุด

 อุตสาหกรรมสารอินทรีย์เชิงซ้อน  
ช่วงของอุตสาหกรรมการผลิตหรือใช้สารอินทรีย์เชิงซ้อน เหล่านี้รวมถึงยาฆ่าแมลง, ยา, สีและสีย้อมปิโตรเคมีผงซักฟอก, พลาสติก, กระดาษมลพิษ ฯลฯ น้ำเสียสามารถปนเปื้อนวัสดุวัตถุดิบโดยผลิตภัณฑ์วัสดุของผลิตภัณฑ์ในรูปแบบที่ละลายน้ำได้หรืออนุภาคล้างและทำความสะอาดสารตัวทำละลายและเพิ่ม ผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเช่นพลาสติก สิ่งอำนวยความสะดวกการรักษาที่ไม่จำเป็นต้องมีการควบคุมของน้ำทิ้งของพวกเขามักจะเลือกใช้ประเภทของการรักษาแอโรบิก เช่นบึงน้ำมวลเบา

 อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ 
การผลิตของเสียจากนิวเคลียร์และอุตสาหกรรมวิทยุสารเคมีจะจัดการกับกากกัมมันตรังสี

 การบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรม 
ประเภทต่าง ๆ ของการปนเปื้อนของน้ำเสียต้องใช้ความหลากหลายของกลยุทธ์ที่จะเอาการปนเปื้อนในน้ำออก

 การบำบัดน้ำเค็ม 
การบำบัดที่เกี่ยวข้องกับการเอาน้ำเค็มละลายไอออน เกลือที่มาจากน้ำเสีย แม้ว่าลักษณะคล้ายคลึงกับน้ำทะเลหรือน้ำกร่อยแยกเกลือออก การบำบัดน้ำเค็มในอุตสาหกรรมอาจมีการผสมที่ไม่ซ้ำกันของไอออนที่ละลาย เช่นไอออนแข็งหรือโลหะอื่น ๆ ทั้งนี้กระบวนการต่าง ๆ และอุปกรณ์

ระบบการรักษาน้ำเกลือมีประสิทธิภาพสูงสุดโดยทั่วไปทั้งลดปริมาณการปล่อยสุดท้ายสำหรับการกำจัดขยะทางเศรษฐกิจมากขึ้น (เป็นค่าใช้จ่ายในการกำจัดมักจะขึ้นอยู่กับปริมาณ) หรือเพิ่มการกู้คืนของน้ำจืดหรือเกลือ น้ำเกลือระบบการรักษาอาจจะมีการเพิ่มประสิทธิภาพในการลดการใช้ไฟฟ้า, การใช้สารเคมีหรือการปล่อยก๊าซทางกายภาพ

การรักษาน้ำเกลือมักจะพบเมื่อระบบระบายความร้อนพ่นไอน้ำออกหอผลิตน้ำจากที่ช่วยระบายไอน้ำและแรงโน้มถ่วงของ (SAGD) น้ำที่ผลิตจากก๊าซธรรมชาติ เช่น ก๊าซตะเข็บถ่านหิน frac น้ำ flowback กรดหรือระบายน้ำ หินของกรดออสโมซิย้อนกลับปฏิเสธคลอ -alkali น้ำเสียของเยื่อกระดาษและน้ำทิ้งจากโรงงานกระดาษจากอาหารและเครื่องดื่มของเสียจะลงในลำธาร
เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเกลืออาจรวมถึงกระบวนการกรองเยื่อหุ้มเซลล์เช่น กระบวนการ Reverse Osmosis เพื่อแลกเปลี่ยนไอออน เช่น electrodialysis หรือการแลกเปลี่ยนไอออนกรดอ่อน หรือกระบวนการระเหย เช่น concentrators น้ำเกลือและ crystallizers การใช้ recompression ไอกลและอบไอน้ำ

ออสโมซิย้อนกลับอาจจะไม่สามารถได้สำหรับการรักษาน้ำเกลือเนื่องจากศักยภาพในการเปรอะเปื้อนที่เกิดจากเกลือแข็งหรือสารปนเปื้อนอินทรีย์หรือความเสียหายต่อเยื่อระบบ Reverse Osmosis จากไฮโดรคาร์บอน

กระบวนการระเหยมีการแพร่หลายมากที่สุดในการรักษาน้ำเกลือขณะที่พวกเขาช่วยให้ความเข้มข้นในระดับสูงสุดที่เป็นเกลือที่เป็นของแข็ง พวกเขายังผลิตท่อน้ำทิ้งที่มีความบริสุทธิ์สูงสุดและการกลั่นที่มีคุณภาพ กระบวนการระเหยนอกจากนี้ยังมีความทนทานต่อสารอินทรีย์ไฮโดรคาร์บอนหรือเกลือแข็ง อย่างไรก็ตามการใช้พลังงานอยู่ในระดับสูงและการกัดกร่อนอาจจะมีปัญหาสำคัญคือน้ำเกลือจะเข้มข้น เป็นผลให้ระบบการระเหยมักจะใช้ไทเทเนียมหรือเพล็กซ์วัสดุสแตนเลสในการแก้ปัญหา

 การจัดการน้ำเกลือ  
การจัดการน้ำเกลือและตรวจสอบในมุมกว้างอาจรวมถึงการพิจารณาของนโยบายของรัฐบาลและกฎระเบียบการพัฒนาอย่างยั่งยืนขององค์กรผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม, การรีไซเคิล, การจัดการและการขนส่งบรรจุ, ศูนย์กลางเมื่อเทียบกับการรักษาในสถานที่การหลีกเลี่ยงและลดเทคโนโลยีทางเศรษฐศาสตร์ การจัดการน้ำเกลือบางประเด็นที่มีการจัดการน้ำชะขยะและการจัดการขยะทั่วไปมากขึ้น

 การกำจัดของแข็ง 
ของแข็งส่วนใหญ่สามารถเอาออกได้โดยใช้เทคนิคการตกตะกอน ของแข็งที่ทำให้เป็นสารละลายหรือตะกอน ของแข็งที่ละเอียดมากหรือของแข็งประเภทที่มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับความหนาแน่นของน้ำก่อให้เกิดปัญหาพิเศษ ในกรณี เช่นการกรองโดยละเอียดอาจจำเป็นต้องใช้เกลือ สารส้มหรือเพิ่ม polyelectrolytes ในการตกตะกอน

 การกำจัดน้ำมันและไขมัน 

น้ำมันจำนวนมากสามารถกู้คืนจากพื้นผิวเปิดน้ำโดย อุปกรณ์กวาดไข ถือว่าเป็นวิธีการที่เชื่อถือได้และราคาถูกเพื่อเอาน้ำมัน, ไขมันและสารไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ จากน้ำ การกวาดน้ำมันบางครั้งจะประสบความสำเร็จได้ความบริสุทธิ์ของน้ำ ในระดับที่ต้องการ การกวาดฝาไขยังเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดน้ำมันมากที่สุด ก่อนที่จะใช้ตัวกรองเมมเบรน และกระบวนการทางเคมี การกวาดฝาไขจะป้องกันไส้กรองเสียก่อนกำหนดและช่วยลดค่าใช้จ่ายของสารเคมีได้เพราะมีน้ำมันและไขมันในในกระบวนการลดลง อย่างไรก็ตามน้ำมันไฮโดรลิคและส่วนใหญ่ของน้ำมันที่มีการสลายตัวในสภาวะต่าง ก็จะต้องมีองค์ประกอบที่ละลายน้ำได้หรือ emulsified เพื่อไปทำละลายไขมัน

น้ำเสียจากอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เช่นโรงกลั่นน้ำมัน, โรงงาน ปิโตรเคมี, โรงงานเคมีและโรงงานแปรรูปก๊าซธรรมชาติทั่วไปมีปริมาณรวมของน้ำมันและสารแขวนลอย อุตสาหกรรมจะใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า API oil-water separator ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อแยกน้ำมันและสิ่งปฏิกูลแขวนลอยในน้ำเสีย เครื่องได้รับการออกแบบตามมาตรฐานการตีพิมพ์โดยสถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน (API)

ถังแยกน้ำมันลอยตัว เป็นถังบำบัดน้ำเสีย ซึ่งเติมด้วยน้ำ ภายในถังมีแผ่นกั้น Baffles และแผ่นเร่งการก่อตัว Coalescers ช่วยเร่งให้เกิดขบวนการแยกจารบีและน้ำมันลอยตัวออกจากน้ำของเสียจะถูกสะสมอยู่ภายในเครื่องในขณะที่น้ำจะถูกปล่อยออกโดยแรงโน้มถ่วง

 การกำจัดสารอินทรีย์โดยการย่อยสลายทางชีวภาพ 
คือ การย่อยสลายอินทรียวัตถุได้แก่ ซากพืชและซากสัตว์ที่อยู่ในน้ำแล้วทำให้น้ำเสีย ปัญหาส่วนใหญ่เกิดจากน้ำทิ้งในครัวเรือนและโรงงานอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการซักฟอกทั้งหลาย ซึ่งกระบวนการบำบัดน้ำเสียมี 2 ระบบคือ Activated sludge (การตกตะกอน) และ Trickling Filters (โปรยกรอง)

 Activated sludge (การตกตะกอน) 
เป็นวิธีบำบัดน้ำเสียโดยใช้แบคทีเรียพวกที่ใช้ออกซิเจน (Aerobic Bacteria) เป็นตัวหลักในการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสีย

หลักการทำงานของระบบ ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ
ถังเติมอากาศ (Aeration Tank)
ถังตกตะกอน (Sedimentation Tank)

น้ำเสียจะถูกส่งเข้าไปยังถังเติมอากาศภายถังในเติมอากาศจะติดตั้งเครื่องเติมอากาศ (Aerator) เพื่อเพิ่มออกซิเจนภายใน ซึ่งในน้ำเสียมีโคลนอยู่เป็นจำนวนมากและสภาวะแวดล้อมภายในถังเติมอากาศจะมีปัจจัยที่ส่งผลต่อการเจริญเติบโตและเพิ่มจำนวนของจุลินทรีย์ จุลินทรีย์จะทำการย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียให้อยู่ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วจะไหลไปยังถังตกตะกอนเพื่อแยกโคลนออกจากน้ำใส โคลนส่วนหนึ่งที่แยกตัวจะอยู่ที่ก้นถังตกตะกอนและโคลนอีกส่วนหนึ่งจะถูกสูบกลับเข้าไปในถังเติมอากาศ เพื่อรักษาความเข้มข้นของโคลนที่อยู่ในถังเติมอากาศให้ได้ตามที่กำหนด และอีกส่วนหนึ่งเป็นโคลนส่วนเกิน (Excess Sludge) ที่ต้องทำการกำจัดต่อไป สำหรับน้ำใสส่วนบนจะเป็นน้ำทิ้งที่สามารถระบายออกสู่สิ่งแวดล้อมได้

ตัวแปรสำหรับการควบคุมระบบ Activated sludge
อายุตะกอน (Sludge Age) หมายถึง ระยะเวลาเฉลี่ยที่ตะกอนจุลินทรีย์หมุนเวียน อยู่ในถังเติมอากาศการควบคุมกระทำได้โดยการนำตะกอนส่วนเกินออกจากระบบ ดังนั้นจึงสามารถควบคุมให้มีค่าคงทีได้ตามต้องการ โดยทั่วไปจะควบคุมให้มีระบบอายุตะกอน 5-15 วัน
อัตราส่วนอาหารต่อจุลินทรีย์ (F/M ratio) หมายถึง อัตราส่วนของน้ำหนักสารอินทรีย์ในน้ำเสียที่เข้าระบบ (กิโลกรัมต่อวัน) ต่อน้ำหนักตะกอน จุลินทรีย์ในระบบ (กิโลกรัม) โดยทั่วไปจะควบคุมให้ระบบมีค่า F/M ratio ระหว่าง 0.1-0.4 ต่อวันคุณสมบัติของน้ำเสีย มักมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาทั้งในแง่อัตราการไหลและความเข้มข้นของสารอินทรีย์ที่เข้าสู่ระบบทำให้การควบคุมระบบ โดยใช้ F/M ratio กระทำได้ยากและมีความไม่แน่นอน ในทางปฏิบัติจึงนิยมควบคุมระบบโดยอายุตะกอนมากกว่า

ปัญหาสำคัญในการควบคุมระบบ Activated sludge
การลอยตัวของตะกอนในถังตกตะกอน สาเหตุเนื่องมาจาก ตะกอนตกอยู่ในก้นถังตกตะกอนนานเกินไปจนทำให้เกิดปฏิกิริยาชีวเคมีเปลี่ยนสารประกอบ ไนไตรท์และไนเตรตเป็นก๊าซไนโตรเจน ก๊าซที่เกิดขึ้นจะถูกกักอยู่ในตะกอนถ้ามีมากจะพาตะกอนลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ
ตะกอนเบาจมตัวลำบาก ในระบบ Activated sludge ที่มีประสิทธิภาพการบำบัดสูงตะกอนจุลินทรีย์ในถังเติมอากาศจะมีสีน้ำตาลแก่จับกัน เป็นก้อนใหญ่และจมตัวได้อย่างรวดเร็ว ในกรณีที่เกิดตะกอนเบานั้นจะเป็นตะกอนละเอียดจมตัวได้ช้าและไม่อัดตัวแน่นสาเหตุ มีสองประการคือ อาจเกิดจากเชื้อราที่เป็นเส้นใย หรืออาจเกิดจากมีน้ำอยู่ในตะกอนระหว่างเซลของจุลินทรีย์มากทำให้ตะกอน มีความหนาแน่นเกือบเท่ากับน้ำจึงจมตัวได้ลำบาก	

 ระบบบำบัดน้ำเสียแบบโปรยกรอง (Trickling filter process) 
ระบบโปรยกรอง คือ ระบบที่จุลินทรีย์เจริญอยู่บนผิวกลางของน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดข้างต้นแล้วถูกปล่อยให้ไหลผ่านชั้นตัวกลางจุลินทรีย์ที่เกาะอยู่ชั้นตัวกลางใช้ออกวิเจนทำปฏิกิริยาเพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ในน้ำเสียน้ำที่ผ่านจากระบบจะถูกส่งเข้าถังตะกอนสุดท้ายเพื่อนแยกโคลนออกให้ได้น้ำทิ้งที่สามรถระบายทิ้งได้

การทำงานของระบบ
น้ำเสียจะถูกส่งเข้าท่อกระจายที่มีวัสดุกรองพร้อมด้วยเมือกจุลินทรีย์ที่เกาะอยู่ในปริมาณน้ำเสียการไหลเข้ามาจะมากน้อยเพียงใดขึ้นอยู่กับอัตตราการหมุนของท่อกระจายน้ำเสียจะมี 3 ระดับ
ระดับต่ำ น้ำเสียที่ปล่อยเข้ามาจะมีอัตตราความเข้มข้นของสารอินทรีย์อยู่ 40 กิโลกรัมบีโอดี / 100 ลูกบาศก์เมตร/วัน เมือกจุลินทรีย์จะหลุดออกมาเป็นช่วง ๆ มีปริมาณไม่มากนัก
ระดับกลาง จะมีปริมาณสารอินทรีย์เข้ามามากขึ้นประมาณ 64 กิโลกรัมบีโอดี / 100 ลูกบาศก์เมตร/วัน เมือกจุลินทรีย์จะหลุดออกมาเร็วกว่าระดับต่ำ
ระดับสูง ปริมาณสารอินทรีย์จะเข้ามาสูงมีความเข้มข้น 64-160 กิโลกรัมบีโอดี / 100 ลูกบาศก์เมตร/วัน  เมือกจุลินทรีย์จะหลุดออกง่ายเหมือนระดับกลาง

องค์ประกอบที่สำคัญของระบบโปรยกรอง
ระบบกระจายน้ำเข้า
ตัวกรอง
ระบบระบายน้ำทิ้ง

ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของระบบโปรยกรอง
ปริมาณน้ำ (จะต้องมีค่าสูงเพียงพอที่จะทำให้ฟิล์มจัลินทรีย์เปียกอยู่ตลอดเวลา)
ปริมาณสารอินทรีย์
ประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียที่ต้องการ

ระบบโปรยกรองสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ตามภาระปริมาณน้ำและอัตราภาระอินทรีย์
ระบบโปรยกรองแบบอัตราต่ำ (Low Rate) ระบบนี้เป็นระบบที่มีขนาดเล็ก ความสูงของฟิลเตอร์อยู่ในช่วง 1.5-3 เมตร และมีวัสดุตัวกลางเป็นหิน ระบบนี้จะไม่มีการหมุนเวียนน้ำ ดังนั้นภาระปริมาณน้ำ และภาระอินทรีย์จะมีมีความสัมพันธ์กันโดยขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของน้ำเสีย ปัญหาที่สำคัญของระบบนี้ คือ เรื่องกลิ่นและแมลงต่าง ๆ
ระบบโปรยกรองแบบอัตราสูง (High Rate) ระบบนี้สามารถทำงานโดยมีระดับของภาระปริมาณน้ำ และภาระอินทรีย์ เป็นอิสระต่อกันด้วยการปรับอัตราการหมุนเวียนน้ำ การใช้ภาระอินทรีย์สูงต้องใช้ควบคู่กับภาระปริมาณน้ำสูง โดยเฉพาะในกรณีที่มีหินเป็นวัสดุตัวกลางและมีภาระอินทรีย์สูง จุลินทรีย์สามารถเจริญเติบโตได้ดีทำให้ฟิล์มชีวภาพจับตัวกันหนามากบนหิน การเพิ่มภาระปริมาณน้ำจะทำให้แผ่นฟิล์มบางลง เป็นการป้องกันการอุดตันของฟิลเตอร์ ในกรณีที่ต้องการบำบัดน้ำเสียเบื้องต้นให้กับระบบเอเอส อาจใช้ฟิลเตอร์แบบอัตราสูงที่มีวัสดุตัวกลาง เป็นพลาสติก ระบบนี้หากได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมและถูกต้องจะสามารถผลิตน้ำทิ้งที่มีคุณสมบัติสูงได้โดยใช้ปริมาตรน้อยกว่าฟิลเตอร์แบบอัตราต่ำ และจะไม่เกิดปัญหาเรื่องกลิ่น แมลง และการเกิดไนทริฟิเคชั่น ระบบโปรยกรองแบบอัตราสูงนี้ จะรับภาระบีโอดีได้สูงกว่าอัตราต่ำประมาณ 3-4 เท่า การหมุนเวียนน้ำทำให้ฟิลเตอร์ได้รับอัตราไหลสูงกว่าแบบอัตราต่ำประมาณ 10 เท่า ฟิลเตอร์แบบนี้จะมีความสูงเพียง 1-2 เมตร และมีอัตราหมุนเวียนน้ำประมาณ 100-250% ข้อที่ควรระวัง คือ จะมีการหลุดของเมือกที่หนาเกินไป ทำให้น้ำทิ้งมีของแข็งแขวนลอยสูง
ระบบโปรยกรองแบบอัตราสูงพิเศษ (Super-rate Filter) ระบบนี้มักถูกเรียกว่า Roughing Filter เนื่องจากมีหน้าที่กำจัดสารอินทรีย์บางส่วนเท่านั้น ตัวกลางที่ใช้ในระบบมักเป็นตัวกลางพลาสติก ในทางปฏิบัติจะใช้เป็นระบบขั้นต้นก่อนบ่อเติมอากาศของระบบเอเอส

ข้อดี
บำบัดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูง หรือบำบัดยากได้ ไม่ทำให้ระบบล้มเหลว เนื่องจากการ สัมผัสระหว่างน้ำเสียและจุลินทรีย์เป็นเวลาสั้น ๆ
ประสิทธิภาพการบำบัดสูง
มวลจุลินทรีย์หนัก ตกตะกอนง่าย ไม่มีปัญหาการลอยตัว
ประหยัดพลังงาน ใช้ออกซิเจนจากอากาศที่อยู่ในช่องระหว่างวัสดุตัวกลาง
ไม่ต้องใช้บุคลากรที่มีความรู้มากในการดูแลระบบ

ข้อเสีย
มีกลิ่น
เป็นแหล่งเพาะยุง
ตะกอนจุลินทรีย์หนาตากแห้งได้ช้า
ท่อกระจายน้ำเสียอุดตันได้ง่าย
อากาศและอาหารเป็นข้อจำกัดการเจริญของจุลินทรีย์ที่อยู่ด้านในติดกับตัวกลาง

 การบำบัดสารอินทรีย์อื่น ๆ 
วัสดุอินทรีย์สังเคราะห์รวมทั้งตัวทำละลาย, สี, ยา, สารกำจัดศัตรูพืช, ผลิตภัณฑ์ถ่านโค้กและอื่น ๆ อาจเป็นเรื่องยากมากที่จะรักษา วิธีการรักษามักจะมีเฉพาะกับวัสดุได้รับการปฏิบัติ วิธีการรวมถึงการประมวลผลออกซิเดชันขั้นสูงการกลั่นการดูดซับการแช่แข็ง, เผาตรึงสารเคมีหรือจำหน่ายไปฝังกลบ วัสดุบางอย่างเช่นผงซักฟอกบางคนอาจจะมีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพและในกรณีดังกล่าวปรับเปลี่ยนรูปแบบของการบำบัดน้ำเสียสามารถนำมาใช้

 การรักษาความเป็นกรด-เบส(Treatmentof) 
กรด- ด่าง สามารถเปลี่ยนเป็นกลางได้ภายใต้สภาวะที่ถูกควบคุม การสะเทินบ่อย ๆ ทำให้เกิดตะกอน ซึ่งตะกอนที่เกิดขึ้นต้องดูแลเป็นอย่างดีเพราะเป็นสารตกค้างที่อยู่ในรูปของแข็งที่อาจเป็นพิษ ในบางครั้งก็อาจจะปล่อยแก๊สที่เป็นพิษออกมาด้วยจึงต้องอยู่ภายใต้การควบคุมและการดูแลที่ดี ภายในท่อของโรงงานที่มีการปล่อยน้ำเสียออกมา จะเต็มไปด้วยไอออนที่เป็นของแข็งที่มีกระบวณการ Deionisation ซึ่งพร้อมที่จะสูญเสียไอออนที่ตกค้าง ที่ประกอบไปด้วย แคลเซียม และการตกตะกอนของเกลือแมกนีเซียม กระบวณการนี้ทำให้ท่ออุตตันได้ การรักษาท่ออุตตันทำได้โดยการวัดค่าความเข้มข้นของน้ำเสียก่อนที่จะปล่อยลงท่อ คือการวัดค่า pH ก่อนปล่อยน้ำเสียออกมานั่นเอง

 การรักษาวัสดุที่เป็นพิษ (Tratment of  toxic materials) 
วัสดุที่เป็นพิษรวมไปถึงสารที่เป็นอินทรีย์โลหะหลายชนิด  เช่น สังกะสี เงิน แคดเมียม แทลเลียม) กรด-ด่าง เป็นองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ เช่น สารหนู  หรือ ซิลิเนียม) จะมีความทนทานมาก โดยทั่วไปเป็นกระบวณการทางชีวภาพ เว้นแต่ได้รับการเจือจางที่มากเกินพอ โลหะจะตกตะกอนได้โดยการเปลี่ยรแปลงค่า pH หรือการรักษาด้วยสารเคมีอื่น ๆ อีกวิธีหนึ่งที่ลดผลกระทบได้คือการนำไปฝังกลบ หรือนำไปรีไซเคิล หากเราทำการเผาจะเป็นการกำจัดที่ไม่ถูกต้องแล้วยังทำให้เกิดการออกซิเดชั่น ที่สูงขึ้นเป็นอย่างมาก เป็นต้น

 เทคโนโลยีการบำบัดน้ำ UASB 
ระบบ UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) เป็นระบบบำบัดน้ำเสียแบบไม่ประสิทธิภาพในการบำบัดสูง สามารถบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมกระบวนการผลิตแป้งมัน และน้ำเสียจากฟาร์มสุกร เป็นตน สามารถลดความสกปรกในช่วง 5,000–15,000 มิลลิกรัมตอลิตรได้สูงถึงร้อยละ 75–85 โดยใช้เวลาในการบำบัดและยังเป็นระบบที่ประหยัดพลังงาน เนื่องจากไม่ต้องมีการเติมอากาศ สามารถผลิตพลังงาน เพื่อนำมาใชประโยชนในการผลิตกระแสไฟฟ้า หรือทำความร้อนไดอีกด้วย

ข้อแตกต่างระหวางระบบ UASB กับระบบบำบัดน้ำเสียทั่วไปที่เห็นและน้ำเสียจะถูกป้อนเข้าสู่ด้านล่างของถังปฏิกิริยาให้ไหลย้อนกลับ ของเสียจะไหลผ่านชั้นตะกอนจุลินทรีย์ที่มีความเข้มข้นสูง ชั้นตะกอนจุลิ (หรือที่เรียกว่า Blanket) โดยไม่มีตัวกลางให้จุลินทรียเกาะ เมื่อน้ำเสียสลายภายใต้สภาวะไรออกซิเจนและเกิดก๊าซต่าง ๆ เช่น แก๊สมีเทน คารบอนไดออกไซด์ เป็นต้นสมชาย ดารารัตน์, เทคโนโลยีการบำบัดน้ำเสียแบบ UASB, สถาบันวิจัยวิทยาศาสตรและเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย Metcalf & Eddy, (1991), Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, and Reuse, McGraw-Hill  Hickey, R.F., WU, W.M., Veiga, M.C., and Jones, R., (1991) Start-up, Operation, Monitoring, and  Control of High-rate Anaerobic Treatment Systems, Wat. Sci. Tech., Vol. 24, No. 8, pp 207-255 https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_wastewater_treatment
https://web.ku.ac.th/schoolnet/snet6/envi3/water/clerwa.htm 
https://web.ku.ac.th/schoolnet/snet6/envi3/water/clerwa.htm 

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:กระบวนการทางอุตสาหกรรม
หมวดหมู่:การระบายน้ำทิ้ง